全国气象行业技能竞赛应急气象观测科目应考技巧分析

根据应急气象观测科目在全国气象行业职业技能竞赛中的考核要求,结合题型设计分别对参数设置、自动观测系统实时运行模拟、数据维护处理和重要天气报、应急气象观测业务应用客观题、云和天气现象应急观测的考点进行详细分析,并根据工作实践,提练总结答题应试技巧,以期为基层台站参赛选手应考操作,以及基层台站综合业务人员数据处理能力提升提供思路。

桂西喀斯特区植被覆盖度变化趋势及其地形效应

利用2000—2020年MODIS卫星遥感资料和数字高程模型(DEM),运用趋势分析和地形效应的方法,以桂西喀斯特区百色市为研究区,探讨桂西喀斯特地区植被变化的高程、坡度和坡向等因素的空间差异性。结果表明:(1)桂西喀斯特区百色市植被覆盖度总体状况良好。以中度植被覆盖度(59.19%)和中高度植被覆盖度(37.71%)为主,两者面积变化明显,前者区域面积减少33.2%,后者区域面积增加29.8%。中低度植被覆盖度仅为2.10%。(2)地形因子对桂西喀斯特区植被生态的影响明显。在地势低、坡度小的平坦区域和地势高、坡度大的陡峭区域,植被覆盖度以减少为主导,在地势较高,坡度2°~15°的区域,植被覆盖度变化以增加为主导。地形从阴坡过渡到阳坡,植被覆盖度的恢复趋势有所提升,但在幅度上表现得相对较为平缓。

广西暴雨集中度智能气候预测方法研究

利用1961—2023年广西79个气象观测站逐日降水和国家气候中心大气环流、海温指数资料,构建广西暴雨集中度计算方法,基于逐步回归方法、粒子群-神经网络、随机森林算法,建立暴雨集中度气候预测模型。结果表明,广西存在以桂林和柳州两市北部为中心的桂东北地区、以“东兰、巴马、凤山”为中心的桂西山区和沿海地区三个暴雨集中度高值区,暴雨集中度异常大小基本反映发生洪涝和干旱灾害的严重程度。经过2020—2023年气候预测试验,粒子群-神经网络算法预测效果最好,其次为随机森林算法,第三是逐步回归方法。

2023年6月一次北部湾低压极端暴雨过程天气气候特征

利用逐日再分析资料,对2023年6月7-10日北部湾低压持续性极端暴雨过程的天气气候特征进行研究。结果表明,(1)持续性极端暴雨前期和期间,副热带高压异常偏北偏西,位置稳定。孟加拉湾-南海-菲律宾一带热带辐合带活跃,南海西部有低压系统生成,并移入北部湾。(2)季节内振荡(MJO)处在第2、3位相,受其东传影响,中高纬度环流形成的槽脊位置有利冷空气南下影响广西。中层500 hPa我国东北地区附近有东北低涡维持,低涡后部强盛偏北风引导冷空气南下,受偏北偏西的副高阻挡,有小股冷空气渗透南下影响广西。(3)低层850 hPa印度洋越赤道气流和西南季风强盛但活动偏南,印度洋-中南半岛-南海的西南风急流受台风“古超”阻挡转向成南风,使气流在北部湾形成气旋性弯曲。广西西北部有弱东北风,增强北部湾周边气流的气旋性辐合。(4)广西南部和北部湾一带位于200 hPa东亚副热带高空急流右侧与850 hPa西南风低空急流左侧,高空辐散和低层辐合,1000~300 hPa水汽通量辐合区水汽条件充沛。中、低纬度天气系统的协同作用,为这次持续性极端暴雨提供有利的稳定大尺度环流背景,以及充分的热力、动力条件。

城市气候变化风险研究新进展

城市是气候变化影响的关键脆弱区,是应对气候变化行动的实施主体,城市气候变化风险和应对策略研究有重要意义。本文综述气候变化风险定义、城市气候变化风险评估、气候风险管理和应对策略及未来研究方向的最新进展。城市化和城市气候变化相互影响,基于致灾危险性-暴露度-脆弱性三维迭加的风险评价是主要研究方向,适应型城市的气候管理需要切实提高应对极端天气气候事件的能力。当前为实现“双碳”目标,城市气候系统的减缓作用要加大,以城市温室气体排放监测和估算为基础的气候变化风险研究也将得到重视。城市气候变化风险研究未来将向多领域、多角度综合方向以及行业领域精细化、定量化方向发展。

气温变化对广西城乡居民电力消费的影响

利用2009—2023年广西91个国家级气象观测站的气温资料和广西社会用电量资料,运用Spearman相关分析法,研究近15a来广西气温和城乡居民用电量的变化趋势特征,以及运用度日数法探讨气温变化对城乡居民电力消费的影响。结果表明,广西气温整体呈上升趋势,各个季节的气温指标变化趋势不一;城乡居民电力消费增加,气象电量与气温要素的变化趋势基本一致。气温变化对广西城乡居民用电量的影响较大,以夏、秋季的影响最为明显;夏季增温导致居民电力消费需求明显增大,冬季低温过程增强也导致居民电力消费需求增加,秋季气温上升、低温过程强度减弱,居民电力消费需求有增有减;春季增暖则居民电力消费需求减少。

广西太阳能资源评估指标体系研究与应用

采用太阳能资源丰富程度、稳定度、直射比三个指标对太阳能资源进行等级划分,建立一套适用于广西太阳能资源分布特点的精细化评估指标体系。结合广西太阳总辐射年辐照量实际分布状况,将太阳能资源丰富程度指标进行分级细化,将覆盖广西大范围的C等级细化为C1、C2、C3三个级别。结果表明,广西太阳能资源丰富程度划分为B、C1、C2、C3、D五个等级,其中B级资源很丰富区主要分布在广西沿海东部区域,C1一级丰富区在22.5°N附近以南地区和右江河谷一带,C2二级丰富区在桂中大部分地区,C3三级丰富区集中分布在桂北大部。太阳能资源稳定度划分为B、C两个等级,其中B级较稳定区集中分布在桂西北、桂东南部分地区以及上思县等地。全区各地直射比均为C级(中等级),以散射辐射较多。

渤海湾海陆风环流及臭氧特征分析

利用2023年夏季在乐亭县开展的观测实验数据和相关气象数据及环境数据,分析渤海湾地区海陆风环流及其对臭氧污染的影响。结果表明,海陆风环流可以影响臭氧在海陆间输送,可能导致渤海湾上空及沿海地区臭氧污染。HYSPLIT后向轨迹模拟解析共有5条主要气团轨迹影响到实验观测地区,其中有2条偏南方向气团通过短距离输送进入实验地区,对该区域的臭氧污染贡献率高达65%。

基于风雨综合指数的广东省晚稻台风致灾危险性评估

利用1995—2022年登陆或影响广东省中南部16个地市的台风过程资料、气象站风雨资料以及晚稻单产数据,建立晚稻减产率测算模型和融合风、雨因子的晚稻台风致灾危险性评估模型,评估广东省中南部16个地市的晚稻台风致灾危险性。结果表明:(1)1995—2022年,每年平均有6.6个台风登陆或影响广东中南部地区,以0.8个·(10a)^(-1)的速率呈波动减少趋势。(2)晚稻减产率测算模型和台风致灾危险性评估模型可较好地反映各地市晚稻单产减产和台风致灾情况,特别是2002、2013、2017、2018年等台风重灾年表现极佳。(3)各地市晚稻生产受台风影响程度不一,其中湛江、阳江、江门、中山、珠海、汕尾是晚稻台风致灾高风险区,茂名、佛山、惠州、揭阳、汕头和潮州为中等风险区,云浮、肇庆、广州和东莞是低风险区。

基于RESTful架构的气象数据检验接口设计与实现

气象数据质量评价是整个数据链条中的关键一环。为解决目前气象数据检验业务分散滞后、资源不集约及服务效率不高的问题,实现统一服务,基于现代Web应用流行框架RESTful,首次将检验作为Web服务,基于共性检验需求设计并实现RESTful架构风格的气象数据检验接口。统一接口服务将业务资源进行集中,提高物理资源利用率的同时释放人力资源。接口服务以及基于接口开发的检验系统,可实现检验结果秒级在线查询,大大提高检验效率,丰富的接口和可视化系统给用户带来良好体验。

谚语“冷在三九、热在三伏”的气象学验证

基于1961—2020年中国内地七个行政区域585个气象观测站日平均温度、最低气温、最高气温的频率和时空分布特征,进行谚语“冷在三九、热在三伏”的适用性分析和验证。结果表明,中国冬季气温最低值主要发生在“一九”至“六九”时段,在“三九”时段的发生频率最大为25.8%。结合日最高温度和平均温度分析,“热在三伏”发生频率为61.2%。受纬度和地形影响,整体呈现中部高南北低的特征。

2022年夏季川渝高温干旱事件对电力供需影响分析

在气候变化背景下,极端天气气候事件的多发对电力系统的影响加剧。利用川渝地区1961—2022年的气温、降水和气象干旱指数,2022年7—9月泸定、立洲和瓦屋山水电站的日入库流量和发电量,及2022年6—9月成都市和四川省的日用电量和日高峰负荷等数据,分析2022年盛夏川渝地区高温干旱事件及其对水电和电力需求的影响。结果表明,1961—2022年川渝地区气温及高温日数显著增加,高温干旱灾害风险增大。2022年盛夏(7—8月),川渝地区气温偏高幅度、降水偏少程度、高温日数、最大干旱影响范围均为1961年以来之最。降雨量和入库流量是影响水电的重要因素,水电出力对入库流量的响应呈非线性;夏季气温与用电量具有显著的正相关,日用电量和高峰负荷对日平均气温的敏感性最高。

多源融合降水实况产品在日照市暴雨过程中的适用性

为评估融合降水实况产品在日照市的适用性,以日照市气象和水文降水观测数据为检验源,对2019—2021年5—10月和2022年5—7月融合降水数据以及发生在该时段内的25次暴雨过程进行评估检验。结果表明:(1)融合降水和观测降水空间分布一致性较好,融合降水产品可以在无降水观测地区提供参考。(2)融合降水和观测降水时间序列一致性较好,相关系数在0.9以上,长序列评估的均方根误差各月均在1.0 mm以内。平均值误差和均方根误差长序列评估结果均随着小时雨强的增大而增大。(3)融合降水存在对暴雨过程降水量和短时强降水的低估,两者差值随着小时雨强的增大而增大,当融合降水大于或小于观测降水时,两者差值较小或较大;在对暴雨极值点评估中融合降水较观测降水偏小,极值差异多在±20 mm以内。

广西台风灾害的暴露度和脆弱性特征

利用2001—2020年广西台风灾害灾情和人口、社会经济数据,统计分析广西台风灾害农作物、人口和经济的暴露度和脆弱性特征。结果表明:(1)2011—2020年,广西年均台风灾害受灾人口、农作物受灾面积、直接经济损失分别比上一个10 a平均减少57.3%、6.7%、1.7%,但极端灾害时有发生。(2)2011—2020年,广西台风灾害暴露度地域差异性较大。年均农作物暴露度高值区主要分布在桂中,桂西北最低。年均人口暴露度高值区主要分布在南宁、柳州、桂林和北海等人口密集的城市中心及桂东南地区,桂西北较低。经济暴露度分布特征与人口暴露度相似。(3)2011—2020年广西台风灾害的多年平均农作物、人口和经济脆弱性分别为4.4%、5.19%和0.21%。农作物和经济脆弱性较高的地区分布在沿海地区和崇左市,人口脆弱性较高的区域分布在桂南地区。2016—2020年与2011—2015年相比,整体均在减小。沿海地区和崇左市需重点防范台风灾害,提高防灾减灾能力,降低灾害风险。

基于空间数据的天气雷达反射率强度一致性分析方法

为了解决传统雷达反射率强度一致性分析与评估中数据展示不直观、分析方法不系统、分析效率较低等问题,提出一种基于空间数据的天气雷达反射率强度一致性分析新方法。通过空间数据库构建,获得雷达反射率强度平均偏差辐射图,并以广西及周边雷达为例开展了实例应用分析。结果表明,利用平均偏差辐射图可以直观地从宏观上评估多部雷达之间的反射率强度一致性关系,从而快速锁定可能存在问题的雷达,为台站开展整改提供重要参考,可有效用于雷达反射率强度一致性评估和雷达反射率强度一致性整改效果评估。

基于GNSS-RTK定位的无人机L波段探空系统标定方法

随着我国北斗卫星导航探空观测系统升级换代工作逐步推进,降低L波段探空系统测风数据差异的需求尤为迫切。利用无人机GNSS-RTK定位信息研究新的标定方法,相较传统标定手段,避免人为因素干扰、极大的降低测量误差,新的标定方法更加科学有效,对保证测风数据的有效性,提高高空气象观测数据质量具有重要应用意义。

地市级气象观测综合监控平台设计与实现

为实现地市级气象观测业务自动化综合监控、告警以及运维一体化管理,基于VueJS和SpringBoot微服务架构,采用GB28181和Onvif等多协议视频监控、CesiumJS三维展示等技术,搭建玉林市级气象观测数据可视化综合监控平台。该平台实现了对本市地面观测站、雷达和气象信息网络、安防视频监控、大喇叭等业务的运行状态多维度可视化自动化监视,提升了观测数据的准确性、可靠性以及设备运行保障能力,平台的业务运行模式可在地市级气象部门推广应用。

天津市大城市气象服务效益评估——以2022年为例

针对天津市道路交通、港航、能源行业,通过调研等方法,从行业气象服务的现状、各行业部门对气象服务产品的需求以及评价等方面量化评估大城市气象保障服务效益。结果显示,行业部门对气象部门提供气象预报和气象预警的准确性、及时性、完整性满意度较高,气象服务在行业防灾减灾和产能增效两方面获得良好的社会和经济效益。

“20·6”广西持续性暴雨过程异常气候特征分析

利用广西91个地面气象观测站逐日降水资料以及NECP/NCAR高度场的再分析资料,对“20·6”广西持续性暴雨过程异常特征进行分析。结果表明:(1)欧亚中高纬呈“两槽一脊”环流形势,东亚大槽加深,冷空气南下活跃,有利于广西东北部强降水发生和维持。(2)南海夏季风爆发偏早,南海夏季风活跃,打通来自印度洋和南海水汽通道。(3)副热带高压位置偏北、西脊点位置偏西,来自副热带高压南侧的东风气流与孟加拉湾西南暖湿气流汇合,有利于强降水发生和维持。(4)此次过程前期热带大气低频振荡对流抑制带有明显向东移动,并稳定维持在西太平洋,热带大气低频振荡对流带活跃于印度洋,为广西暴雨发生带来丰富的水汽。以上条件有利于广西持续性暴雨过程的发展和维持。

深圳台风灾害综合风险预报预警服务探索与实践

通过对1822号台风“山竹”和2118号台风“圆规”预报预警服务实例进行对比分析,介绍“31631”递进式预报预警气象服务方法在超大城市深圳开展台风灾害综合风险研判的探索与实践,基于深圳台风预警信号为先导的部门应急联动和社会响应机制,提出三种台风灾害宏观风险研判方法即台风风雨影响要素预报分析、基于历史重现期的极端性分析和基于概率预报的不确定性分析,以及台风预警信号分析。本地历史台风灾害库和预报员综合分析能力可为台风灾害综合风险预报预警服务质量提升提供有力支撑。